MPDV Mikrolab GmbH / APS FEDRA

Task and Solution
For a long time, VACOM used at their production site in Großlöbichau,
Germany a self-developed system for recording shop
floor data and personnel times. This system was to be replaced
by a flexible standard software in order to be ready for the future.
In addition, the framework of SAP and the production-oriented
IT should be supplemented by detailed order planning. For this
reason, VACOM carried out a supplier evaluation in 2014. Due to
the wide range of standard functions and the versatile configuration
and customizing options, MPDV’s Manufacturing Execution
System (MES) HYDRA was chosen.

In a second implementation phase, VACOM introduced the HYDRA
Shop Floor Scheduling for the detailed planning of production
orders
and the HYDRA Personnel Scheduling. Since then, VACOM
has dispatched all the operations transferred from the ERP to the
available machines in accordance with defined parameters. The
planner uses a combination of automatic assignment and manual
optimization. In addition, various planning scenarios can be simulated.
The horizontal integration ensured by HYDRA, enables the
display of planned staff on the respective machines in the detailed
planning. Also, checking availability of required staff is possible at
certain workplaces. All in all, VACOM can now utilize machines
much better and thus, can deploy personnel more efficiently.
VACOM is already planning the next steps to extend their HYDRA
installation. For example, HYDRA Tool & Resource Management, in
conjunction with HYDRA Shop Floor Scheduling, could map and
plan the maintenance of machines and equipment in future. For
VACOM, MES HYDRA is a central pillar on their way to Industry 4.0.

Since 2015, the applications were implemented step by step.
VACOM
started with the replacement of the personnel time
system.
This was followed by the introduction of the HYDRA Shop
Floor Data, which in turn improved transparency in production and
at the same time enhanced the data reliability. On the other hand,
many formerly paper-based processes could be replaced by the
electronic provision of information and the digital data collection.
The leading ERP system from SAP delivers important data for
further
processing in HYDRA and receives compressed results.
To supplement the order-related functions, the machine status is
automatically recorded in the HYDRA Machine Data module and
displayed directly on the shop floor terminal. Furthermore, self-developed
measuring devices are connected to HYDRA via OPC,
based on a Siemens control. At the same time, flexible and comprehensive
evaluations (e. g. machine time profile or performance
report) enable the behavioral analysis of specific machines as well
as machine groups. Current KPIs such as the utilization efficiency
are available at the push of a button.

The decision to add AI (Artificial Intelligence) Planning to the existing planning application
was made in 2020. 

AI Planning at work
• Basis for AI Planning: APS FEDRA / MES HYDRA
• ca. 55 connected workstations
• Planning of ca. 1,200 orders with up to 20 operations
per order
• Project duration incl. test phase: 8 months
• Benefits: 50 % time savings in planning, massive
increase in adherence to schedules, significant
reduction in lead times

Lange Zeit plante Wengeler & Kalthoff die Belegung der Maschinen und Arbeitsplätze mit einem selbstentwickelten ERP-System. Durch immer mehr Varianten und ein kontinuierliches Umsatzwachstum stieß das bisherige System allerdings an Grenzen. Zudem konnte das bestehende System die Belegung der Arbeitsplätze nicht grafisch darstellen. Dies führte dazu, dass die Verteilung der Arbeitsgänge auf die einzelnen Maschinen in meist mehrstündigen Besprechungen erfolgte. Diese unnötigen Aufwände wollte Wengeler & Kalthoff einsparen und begann mit der Suche nach einem modernen Planungstool. Als Ergebnis führte das Unternehmen Mitte 2017 den HYDRA-Leitstand von MPDV ein. Diese Anwendung ist Teil des Manufacturing Execution Systems (MES) HYDRA und wird in der Regel sowohl zur Feinplanung als auch zur Fertigungssteuerung verwendet. Wengeler & Kaltthoff nutzt die vielfältigen Planungsfunktionen zur Verifizierung und Optimierung der terminlichen Vorgaben aus dem ERP-System. Hierzu werden mehrmals am Tag die im ERP grobgeplanten Arbeitsgänge über eine standardisierte Schnittstelle an den HYDRA-Leitstand übergeben und dort in einem Gantt-Diagramm grafisch dargestellt – inkl. geplanter Rüstzeiten. Der Planer kann nun auf einen Blick erkennen, an welchen Arbeitsplätzen ein Engpass bzw. eine Überlastung droht. Durch gezieltes Verschieben einzelner Arbeitsgänge werden diese Konflikte gelöst, um Terminverzögerungen im realen Produktionsablauf von vornherein zu vermeiden. Oberste Priorität bei der Planungsoptimierung hat der Liefertermin, den der Kunde meist vorgibt. Im Rahmen einer Rückwärtsterminierung errechnet der HYDRA-Leitstand daraus und auf Basis von Vorgaben aus dem ERP die Plantermine für jeden einzelnen Arbeitsgang. Hierzu werden zunächst die jeweils optimalen Maschinen ausgewählt. Während der Optimierung hat der Planer die Möglichkeit, Arbeitsgänge auch auf alternative Maschinen zu verschieben. Dabei werden organisatorische Abhängigkeiten und technische Zusammenhänge berücksichtigt. Die optimierte Planung wird im ERP hinterlegt und mit der nächsten Aktualisierung zurück an den HYDRA-Leitstand gespielt. So behält der Planer bei Wengeler & Kalthoff stets den Überblick über rund 300 bis 500 Arbeitsgänge. In diesem Zuge konnte die tägliche Besprechung zur Arbeitsplatzbelegung deutlich verkürzt werden. In weiteren Projektschritten soll auch die Auslastung der einzelnen Maschinen und Arbeitsplätze optimiert werden. Insbesondere sollen Lastspitzen geglättet werden. Das Wissen dazu beziehen Key-User aus praxisorientierten HYDRA-Trainings. Anpassungen und rweiterungen des Systems wird der Anwender zusammen mit den MES-Experten von MPDV umsetzen.